麦克纳姆轮新手使用说明文档
一、麦克纳姆轮概述
麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)通过辊子呈45°斜向排列的特殊结构,配合四轮协同控制,可实现全向移动(前进/后退/平移/斜向移动/原地旋转)。本教程以四轮驱动平台为例,推荐采用O型布局安装方式。
二、安装方法指南
1. 轮子布局选择
布局类型 | 辊子方向 | 推荐场景 |
---|---|---|
O型布局 | 相邻轮辊子方向呈镜像对称 | 新手首选方案 |
X型布局 | 对角轮辊子方向相同 | 特殊工业场景 |
推荐理由:O型布局结构对称性更好,控制算法更简单,适合新手快速掌握基础运动模式。
2. 安装步骤
- 确认辊子方向:将轮子平放时,辊子尖端应形成连续"O"形闭环(图示示例)
- 固定安装座:使用M4/M5螺丝将法兰盘与电机轴紧固(推荐扭矩3-5N·m)
布局验证:
- 左前轮:辊子尖端指向右前方
- 右前轮:辊子尖端指向左前方
- 后轮布局与前轮呈镜像对称
3. 注意事项
- 安装前务必断开电源
- 检查辊子转动顺畅度(建议空转测试)
- 确保四轮着地高度一致(误差<1mm)
三、基础操作篇
1. 基础运动对照表
运动模式 | 各轮转速关系(图示箭头方向) |
---|---|
前进 | 四轮同速正向旋转 → |
后退 | 四轮同速反向旋转 ← |
右平移 | 左前/右后轮正转,右前/左后轮反转 →← |
左平移 | 右前/左后轮正转,左前/右后轮反转 ←→ |
原地顺转 | 左侧轮反转,右侧轮正转 ↻ |
原地逆转 | 右侧轮反转,左侧轮正转 ↺ |
2. 参数设置建议
- 基础速度建议控制在额定转速的30%-50%
- 启用缓起缓停功能(建议加速度0.2-0.5m/s²)
- 首次测试建议在2x2m开阔区域进行
四、进阶操作篇(全向平移)
1. 运动合成原理
通过矢量合成实现任意方向移动:
Vx(X轴速度) = (前右轮 + 后左轮) - (前左轮 + 后右轮)
Vy(Y轴速度) = (前左轮 + 前右轮) - (后左轮 + 后右轮)
ω(旋转量) = 四轮差速控制
2. 斜向移动示例
- 东北方向45°移动:
前左/后右轮:70%正速
前右/后左轮:30%正速 - 动态补偿技巧:
当需要保持移动方向时,建议设置5-10%的速度冗余量抵消地面摩擦影响
3. 调试工具推荐
- 使用IMU传感器辅助方向校准
- 采用PID闭环控制(建议参数P=0.8, I=0.2, D=0.05)
- 地面摩擦系数测试工具(可自制滑块装置)
五、注意事项
定期维护:
- 每50小时清理辊子间隙杂物
- 每月检查辊子轴承润滑(推荐使用NLGI 2级锂基脂)
异常处理:
- 单侧偏移时检查对应轮组的编码器接线
- 出现异常震动需立即停止并检查辊子完整性
安全规范:
- 载重不超过额定值的80%
- 避免在坡度>15°的地面持续运行
附:O型布局运动方向速查表(可通过扫描二维码获取动态演示视频)
本文档建议配合配套控制软件V1.2+版本使用,可通过官网下载最新运动控制库。